ТЕХНІЧНИЙ СТАН ТРАНСПОРТНИХ СПОРУД ІЗ МЕТАЛЕВИХ ГОФРОВАНИХ КОНСТРУКЦІЙ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2021/233873Ключові слова:
транспорт, металеві гофровані конструкції, водопропускні труби, транспортні спорудиАнотація
Мета. Метою роботи є встановлення на підставі аналізу науково-технічних джерел реального технічного стану транспортних споруд із металевих гофрованих конструкцій (МГК). Проаналізувати досвід експлуатації МГК у ґрунтовому середовищі та сформувати і узагальнити проблеми забезпечення надійності та довговічності споруд із МГК в умовах експлуатації на залізничних та автомобільних дорогах України. Методика. Для досягнення поставленої мети було проведено огляд науково-технічних джерел і нормативних документів різних країн, щодо технічного стану транспортних споруд України. Зокрема, наведено дані про розподіл мостів і труб із МГК за видами транспорту. Показано, що розробки і впровадження нових технологій ремонту існуючих дефектних труб та малих мостів, як на залізницях так і автомобільних дорогах України є дуже актуальною проблемою. Проведено ґрунтовний аналіз досвіду експлуатації МГК у ґрунтовому середовищі у різних країнах. Наведено дані про основні недопустимі дефекти труб та причини їх розвитку. Наведено корозію МГК та інші дефекти. Представлено низку прикладів дефектів шляхопроводів, руйнування мостів і споруд із МГК в експлуатації. Також розглянуто якісні показники металевих гофрованих конструкцій, їх переваги і недоліки, сформульовано проблеми та аналіз забезпечення надійності та довговічності споруд із МГК в умовах експлуатації на залізницях та автомобільних дорогах України. Результати. Виконано аналіз вітчизняних і закордонних науково-технічних джерел, щодо технічного стану транспортних споруд України. Зокрема, вивчено та узагальнено досвід експлуатації МГК у різних країнах світу. Проведено аналіз і синтез проблем забезпечення надійності та довговічності споруд із МГК в умовах експлуатації на залізницях та автомобільних дорогах України. Наукова новизна. У результаті аналізу технічного стану транспортних споруд, які експлуатуються на залізничних та автомобільних дорогах України встановлено, що близько 15 % транспортних споруд – малі та середні мости і водопропускні труби на залізницях України і близько 45 % транспортних споруд на автомобільних дорогах України мають недопустимі дефекти і потребують негайного ремонту і заміни. Також, встановлено на підставі науково-дослідних робіт, що відсутні методи оцінки несучої здатності транспортних споруд із МГК при наявності у тілі насипу залізничної колії чи автомобільної дороги металевих гофрованих конструкцій діаметром більшим за 6 м. Встановлено, що у нормативних документах відсутні вказівки з проєктування та моніторингу споруд із МГК на залізничних коліях. Практична значимість. На підставі цих даних вдалось запропонувати напрямки теоретичних і експериментальних досліджень і методів розрахунку, випробовувань МГК і діагностики технічного стану транспортних споруд із МГК. Зокрема, вимірювання впливу навколишнього середовища на несучу здатність МГК та вимірювання залишкових деформації металевої гофрованої труби на залізничній колії. Виконання аналізу і синтезу методів розрахунку транспортних споруд із МГК призведе до удосконалення методів розрахунку споруд із МГК.
Посилання
AASHTO (2001): Standard Specifications for Highway Bridges. American Association of State Highway and Transportation Officials, 444 N. Capitol St., N. W., Ste. 249. Washington, D. C. (in English)
Bęben, D., & Mańko, Z. (2005). Tests of arch bridge made from corrugated steel plates. Archives of civil and mechanical engineering, 4, 53-76. (in English)
CSPI (2002). Canadian Steel Pipe institute, Handbook of Steel Drainage & Highway Construction Products. (in English)
Duncan, J. M. & Drawsky, R. H. (1983). Design Procedures for Flexible Metal Culvert Structures, Reports No. UCB/GT/83-02. Department of Civil Eng., University of California, Berkeley. (in English)
Handbook of steel drainage and highway construction products (2002). American Iron and Steel Institute. (in English)
Kovalchuk, V. V. (2015). Erweiterung der Verkehrsanlagen durch den Einsatz von Wellblechstrukturen auf Rai und Strassen Ukraine. Матеріали міжнародного технічного семінару «Перспективні технології ремонту земляного полотна та верхньої будови колії», 20-21. (in German)
Maday, A. Vaslestad, J., & Janusz, L. (1998). "In situ" testing of a long span, corrugated steel culvert used to rehabilitate a concrete frame: railway viaduct. ViaCon. (in English)
Mair, R. J., Gumbel, J. E., & Spasojevic, A. D. (2007). Centrifuge modelling of the effects of soil loading on flexible sewer liners. Journal Geotechnique, 4, 331-341. (in English)
Mak, A. C. Brachman, R. W. I., & Moore, I. D. (2009). Measured response of a deeply corrugated box culvert to three dimensional surface loads. Transportation Research Board Annual Conference, 09-3016. (in English)
Mathews, J. C., Simicevic, J., Kestler, M. A., & Pieh, R. (2012). Decision analysis guide for corrugated metal culvert rehabilitation and replacement using trenchless technology. Washington D.C.: United States Department of Agriculture. Forest Service. (in English)
Mechelski, C. (2008). Modelowanie mostowych konstrukcji gruntowo-powlokowych. Wroсlaw. (in Poland)
Mohamed El Taherl, & Ian D (2009). Moore Stability of deteriorated metal culverts including the effect of soil erosion GeoEngineering Centre at Queen’s. RMC, Queen’s University, Kingston, ON.: Toronto, Ontario Canada. (in English)
Spangler, M. G. (1941). The structural design of flexible pipe culverts. Iowa Eng. Exp. Station Bulletin, 153. (in English)
Belyaev, V. S. (2014). Analiz eksperimentalnykh issledovaniy povedeniya metallicheskikh gofrirovannykh konstruktsiy pod vozdeystviem staticheskikh i dinamicheskikh nagruzok s uchetom ikh sovmestnoy raboty s okruzhayushchim gruntom. Naukovedenie, 1(20). (in Russian)
Vinogradov, S. V., & Kruzhalov, Yu. M. (1959). Naturnye ispytaniya na prochnost i ustoychivost podzemnykh stalnykh tonkostennykh trub bolshogo diametra. Moskva: Otdel nauchno-tekhnicheskoy informatsii. (in Russian)
Gertsog, A. A. (1939). Gofrirovannye truby na avtomobilnykh dorogakh. Moskva: Gushosdor. (in Russian)
Hnatiuk, I. (2011). Novyi «styl» staroho mostu. Vseukrainska transportna hazeta «Mahistral». [Elektronnyi resurs] rezhym dostupu: www.magistral-uz.com.ua. (in Ukrainian)
Elektronnyi resurs (a). Zberehty dovzhynu zaliznychnoho polotna bez rynkovoho taryfu: misiia nezdiisnenna. Zaliznychnyi informatsiinyi portal. Rezhym dostupu: https://info.uz.ua/articles/zberegti-dovzhinu-zaliznichnogo-polotna-bez-rinko-vogo-tarifu-misiya-nezdiysnenna (in Ukrainian)
Elektronnyi resurs (b). Tekhnichnyi stan avtomobilnykh dorih zahalnoho vykorystannia. Zaliznychnyi informatsiinyi portal. Rezhym dostupu: https://mtu.gov.ua/content/tehnichniy-stan-avtomobilnih-dorig-avtomobilnih-dorig-zagalnogo-vikoristannya.html (in Ukrainian)
Zhinkin, A. (2011). Problemy i perspektivy tipovogo proektirovaniya metallicheskikh gofrirovannykh konstruktsiy. Transport Rossiyskoy Federatsii, 2, 53-54. (in Russian)
Kovalchuk, V. V. (2015). Perspektyvy zastosuvannia metalevykh hofrovanykh konstruktsii na zaliznychnykh ta avtomobilnykh dorohakh Ukrainy. Zaliznychnyi transport Ukrainy, 2(111), 32-37. (in Ukrainian)
Kolokolov, N. M., Yankovskiy, O. A., Shcherbina, K. B., & Chernyakhovskaya, S. E. (1973). Metallicheskie gofrirovannye truby pod nasypyami. Moskva: Transport. (in Russian)
Kochmaruk, V. M. (2010). Analiz faktoriv, yaki vplyvaiut na ruinuvannia truby. Zbirnyk naukovykh prats Ukr-DAZT, 118, 140-143. (in Ukrainian)
Luchko, Y. Y., & Kovalchuk, V. V. (2015). Zastosuvannia metalevykh hofrovanykh konstruktsii pry remonti defektnykh zalizobetonnykh trub na zaliznychnykh ta avtomobilnykh dorohakh Ukrainy. Aktualni problemy naukovoho y osvitnoho prostoru v umovakh pohlyblennia yevrointehratsiinykh protsesiv: zbirnyk tez dopovidei Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii, 337-340. (in Ukrainian)
Luchko, Y. Y., Kovalchuk, V. V., & Kravets, I. B. (2019). Mosty i truby z hofrovanykh metalevykh konstruktsii ta monitorynh gruntovykh osnov dorih i sporud. Lviv: Svit. (in Ukrainian)
Luchko, Y. Y. Kovalchuk, Yu. Ye., & Kravets, I. B. (2017). Metody otsinky napruzheno-deformovanoho stanu metalevykh hofrovanykh konstruktsii. Mosty i tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 11, 30-41. (in Ukrainian)
Luchko, Y. Y., Raspopov, O. S., & Koval, P. M. (2014). Mosty, truby i tuneli. Lviv: Kameniar. (in Ukrainian)
Metallicheskie gofrirovannye konstruktsii: dostoinstva i perspektivy. Yevraziya Vesti: Transportnaya gazeta. Ministerstvo transporta RF, 2008, № 2. (in Russian)
Ovchinnikov, I. I. Ovchinnikov, I. G., Blinkov, M. A., & Zarudniy, A. I. (2017). Raschetnaya otsenka vozmozhnykh prichin razrusheniya gofrirovannoy truby pod avtomobilnoy dorogoy v Krymu. Internet-zhurnal «Transportnye sooruzheniya», 4(1), 19. (in Russian)
ODM 218.2.001-2009. (2009). Rekomendatsii po proektirovaniyu vodopropusknykh metallicheskikh gofrirovannykh trub: Rasporyazhenie Federalnogo dorozhnogo agentstva ot 21 iyulya 2009 g., № 252-r. (in Russian)
Osokin, I. A. (2014). Sovershenstvovanie metodov rascheta metallicheskikh gofrirovannykh konstruktsiy s ekspluatatsionnymi povrezhdeniyami. Dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni kand. tekhn. nauk. Yekaterinburg. (in Russian)
Petrova, Ye. N. (2001). Sooruzheniya iz metallicheskikh gofrirovannykh elementov pod nasypyami avtomobilnykh i zheleznykh dorog. Podzemnoe prostranstvo mira, 1, 7-11. (in Russian)
Petrova, Ye. N. (2011). Sovershenstvovanie metodov rascheta obdelok tonneley iz stalnykh gofrirovannykh elementov. Dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni kand. tekhn. nauk. Moskva. (in Russian)
Posibnyk do VBN V.2.3-218-198:2007 (2007). Sporudy transportu. Proektuvannia ta budivnytstvo sporud iz metalevykh hofrovanykh konstruktsii na avtomobilnykh dorohakh zahalnoho korystuvannia. Kyiv, 2007. (in Ukrainian)
Freze, M. V. (2006). Vzaimodeystvie metallicheskikh gofrirovannykh konstruktsiy s gruntovoy sredoy. Dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni kand. tekhn. nauk. Sankt-Peterburg. (in Russian)
Tsynka, A. O., & Bodnar, L. P. (2020). Doslidzhennia stanu mostovykh perekhodiv na osnovi analitychnoi ekspertnoi systemy upravlinnia mostamy. Dorohy i mosty, 21, 270-281. (in Ukrainian)
Yankovskiy, O. A. (1972). Eksperimentalnye issledovaniya vodopropusknykh trub iz gofrirovannogo metalla na opytnykh obektakh i v laboratornykh usloviyakh s razrabotkoy predlozheniy po konstruktsiyam i usloviyam sooruzheniya serii opytnykh metallicheskikh trub v raznykh rayonakh strany dlya vklyucheniya v plan stroitelstva na 1971-1972 gg. Stroitelstvo zheleznykh dorog: Ref. sbornik. Transp. str-vo, 1, 14. (in Russian)
Yankovskiy, O. A., & Zheltov, O. Ye. (1973). Opytnoe stroitelstvo metallicheskikh gofrirovannykh vodopropusknykh trub [na zh.d. Tyumen – Surgut]. Transportnoe stroitelstvo, 2, 14-16. (in Russian)
Yankovskiy, O. A., & Cherkasov, K. A. (1978). Sooruzhenie metallicheskikh gofrirovannykh vodopropusknykh trub: zarubezhnyy opyt. Moskva: Transport. (in Russian)
